專利名稱：：一種制備非晶硅薄膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及硅基薄膜太陽能電池
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種制備非晶硅薄膜的方法。
背景技術(shù)：
：非晶硅薄膜太陽能電池以其成本低，硅材料用量少，適于大面積生產(chǎn)，弱光響應(yīng)好，充電效率高等優(yōu)點(diǎn)而迅速占領(lǐng)硅基太陽能電池的市場；并將對整個太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生重要影響。根據(jù)Greentech和Prometheus研究所的最新報告，到2008年，全球薄膜太陽能電池產(chǎn)量將會增長8倍，而非晶硅太陽能電池是薄膜太陽能電池的主流。預(yù)計到2010年，非晶硅薄膜將占薄膜太陽能電池產(chǎn)量的一半，其產(chǎn)量在未來薄膜太陽能電池中將占據(jù)主要份額。在非晶硅薄膜太陽能電池的制造方面，幾乎全部非晶硅薄膜太陽能電池的制造商均采用等離子體化學(xué)氣相沉積(PECVD)技術(shù)制備非晶硅薄膜層。該技術(shù)已被應(yīng)用材料(AppliedMaterial)和歐瑞康(Oerlikon)兩家公司完全壟斷。因此，非晶硅薄膜太陽能電池的成本相當(dāng)程度上取決于這兩家設(shè)備供應(yīng)商的價格。因此，我國的電池生產(chǎn)企業(yè)缺乏主動性，致使非晶硅薄膜太陽能電池的成本很難降到1美元/瓦以下。各電池生產(chǎn)商只能被迫采用多結(jié)電池結(jié)構(gòu)提高效率或增加沉積面積來“攤薄”成本。本發(fā)明人在研究非晶硅薄膜太陽能電池的應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，由于電子束蒸發(fā)設(shè)備屬于物理沉積技術(shù)，較PECVD設(shè)備具有價格低，設(shè)備簡單，沉積效率高等特點(diǎn)，通過調(diào)整沉積參數(shù)可直接形成大面積的非晶硅薄膜層，成本低，效率高；配合現(xiàn)有的電極制備工藝可制備出非晶硅薄膜太陽能電池。改進(jìn)現(xiàn)有太陽能電池的構(gòu)架，以期得到低成本、高效率、可實(shí)用的新工藝的非晶硅薄膜太陽能電池。
發(fā)明內(nèi)容(一)要解決的技術(shù)問題有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種制備非晶硅薄膜的方法，以解決現(xiàn)有單一依靠PECVD技術(shù)的壟斷壁壘，制備出性能良好的非晶硅薄膜太陽能電池。(二)技術(shù)方案本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。一種制備非晶硅薄膜的方法，該方法采用電子束蒸發(fā)的方法，利用硅作為電子束蒸發(fā)源，在襯底上沉積形成非晶硅薄膜層。優(yōu)選的，所述作為電子束蒸發(fā)源的硅，包括粉末和顆粒兩種狀態(tài)，粉末狀態(tài)的硅源是300目500目的硅粉，顆粒狀態(tài)的硅源是直徑在Imm3mm的硅顆粒。優(yōu)選的，所述襯底采用微電子級硅、太陽能級硅、石英、普通白玻璃或不銹鋼金屬襯底。優(yōu)選的，所述制備的非晶硅薄膜層是晶化率在0100%的非晶硅和微晶硅薄膜。優(yōu)選的，該方法在制備非晶硅薄膜時，溫度保持在室溫，在真空度為10-6Tor量級以上，蒸發(fā)速率為0.10.2nm/秒。(三)有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，至少包括1、利用本發(fā)明制備的非晶硅薄膜較PECVD法制備的薄膜極大地減少了膜中的氫含量。文獻(xiàn)報道認(rèn)為存在于非晶硅薄膜中的氫極有可能直接導(dǎo)致非晶硅薄膜太陽能電池的光致衰減效應(yīng)(Stabler-Wronskieffect)，減小其含量可在一定程度上削減該效應(yīng)，有望得到特性穩(wěn)定的非晶硅薄膜太陽能電池。2、硅的電子束蒸發(fā)源在自然界分布廣，儲藏多，因此成本低。3、電子束蒸發(fā)設(shè)備較PECVD設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，組裝方便，成本低廉，且國產(chǎn)化程度尚ο4、和PECVD相比，電子束蒸發(fā)制備非晶硅薄膜的周期短，效率高。5、本發(fā)明制備非晶硅薄膜的新方法，具有上述諸多的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價值，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，從而更加適于實(shí)用。圖1為本發(fā)明制備非晶硅薄膜的方法流程圖；圖2為在襯底上通過電子束蒸發(fā)沉積的非晶硅薄膜層示意圖。具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，圖1為本發(fā)明提供的制備非晶硅薄膜的方法流程圖，該方法是在襯底上通過電子束蒸發(fā)方法沉積非晶硅薄膜層(步驟101)。所述的襯底為娃(微電子級硅和太陽能級硅)、石英、普通白玻璃、不銹鋼金屬襯底等。采用硅粉末和顆粒作為電子束蒸發(fā)的蒸發(fā)源。其中硅粉末為300目500目的粉末；硅顆粒為直徑在Imm3mm的硅顆粒。采用EVP92電子束真空鍍膜系統(tǒng)，在真空度為1.IXlO-6Torr以上，室溫電子束蒸發(fā)非晶硅層，蒸發(fā)速率為lnm/sec上下浮動。最終得到的非晶硅層的厚度為500nm或更厚。圖2是用來說明本發(fā)明一個具體實(shí)施例的示意圖。本實(shí)施例選用普通的石英玻璃作為襯底，厚度為7mm。如圖2所示在該石英玻璃襯底101上采用EVP92電子束真空鍍膜系統(tǒng)，選用300目的硅粉作為蒸發(fā)源，在1.IXlO-6Torr的真空度下，室溫蒸發(fā)非晶硅薄膜層102。非晶硅薄膜層102的厚度為500nm，蒸發(fā)速率為0.8nm/sec0以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求一種制備非晶硅薄膜的方法，其特征在于，該方法采用電子束蒸發(fā)的方法，利用硅作為電子束蒸發(fā)源，在襯底上沉積形成非晶硅薄膜層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備非晶硅薄膜的方法，其特征在于，所述作為電子束蒸發(fā)源的硅，包括粉末和顆粒兩種狀態(tài)，粉末狀態(tài)的硅源是300目500目的硅粉，顆粒狀態(tài)的硅源是直徑在Imm3mm的硅顆粒。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備非晶硅薄膜的方法，其特征在于，所述襯底采用微電子級硅、太陽能級硅、石英、普通白玻璃或不銹鋼金屬襯底。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備非晶硅薄膜的方法，其特征在于，所述制備的非晶硅薄膜層是晶化率在0100%的非晶硅和微晶硅薄膜。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備非晶硅薄膜的方法，其特征在于，該方法在制備非晶硅薄膜時，溫度保持在室溫，在真空度為10_6Tor量級以上，蒸發(fā)速率為0.10.2nm/秒。全文摘要本發(fā)明公開了一種制備非晶硅薄膜的方法，該方法采用電子束蒸發(fā)的方法，利用硅作為電子束蒸發(fā)源，在襯底上沉積形成非晶硅薄膜層。利用本發(fā)明提供的方法制備的非晶硅薄膜，解決了現(xiàn)有單一依靠PECVD技術(shù)的壟斷壁壘，能夠制備出性能良好的非晶硅薄膜太陽能電池，主要應(yīng)用于非晶硅薄膜太陽能電池領(lǐng)域，具有實(shí)用、高效、成本低等優(yōu)勢。文檔編號C23C14/14GK101928918SQ200910087878公開日2010年12月29日申請日期2009年6月24日優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日發(fā)明者劉明,葉甜春,李維龍,賈銳,陳晨申請人:中國科學(xué)院微電子研究所